【文章內(nèi)容簡介】 可脹縮開卷機。 圖 雙圓柱頭 可脹縮開卷機 雙圓柱頭可脹縮開卷機按其脹縮方式的不同，還可分為徑向油缸脹縮雙圓柱頭式開卷機和軸向油缸脹縮雙圓柱頭開卷機兩種。 雙圓柱頭式開卷機用于酸洗機組、剪切機組及冷連軋機組。一般來說，這種開卷本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 5 機用來開卷張力不大的帶厚為 28 毫米的熱軋帶鋼。對于薄帶鋼和大張力開卷時，則采用懸臂式開卷機。 圖 為徑向油缸脹縮雙圓柱頭開卷機。開卷機左右錐頭分別由油缸 2 操作，可沿其水平方向移動。借此夾持帶卷內(nèi)徑，并對中機組中心線。圓柱脹縮由二個 圖 油缸脹縮雙圓柱頭開卷機 徑向油缸來實現(xiàn)。為了使兩個徑向油缸 4 作同步徑向運動，利用齒輪 3 實現(xiàn)機械同步。這種結(jié)構(gòu)上克服了上述錐頭無脹縮開卷機的打滑現(xiàn)象，使用情況表明，效果良好。 軸向油缸雙圓柱頭開卷機，用于五機架冷連軋機組。帶材厚度為 毫米，帶材寬度為 5501530 毫米。屈服極限為 37 公斤 / 2毫 米 。最大卷重為 45000 公斤。開卷速度為 米 /秒。開卷張力為 9209200 公斤。 卷筒結(jié)構(gòu)如圖 所示，卷筒直徑為 610 毫米，脹徑時為 630 毫米，縮徑時 為 560 毫米。卷筒長度為 855 毫米，由于卷筒較短，把與軸向脹縮油缸活塞直接相連的拉桿頭部做成錐形，在錐形部位加工出燕尾槽滑動面，使它與弓形 3 相配合，構(gòu)成斜契滑動機構(gòu)。推動弓形塊脹開，卷筒脹徑。軸向脹縮油缸反向動作時，借助拉桿端部上的燕尾槽是卷筒縮徑。軸向脹縮 活塞直徑為 440 毫米，行程為 221 毫米。 本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 6 1 空心軸 2 拉桿 3 弓形塊 軸向油缸脹縮雙圓柱頭開卷機與徑向油缸找那個所雙圓柱頭 開卷機相比，僅僅是圓柱頭脹縮油缸布置方式不同。制造和使用等方面來看，軸向油缸脹縮雙圓柱頭開卷機較好。 圖 1 拉桿 2 活塞 3 回轉(zhuǎn)接頭 本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 7 2 總體設(shè)計方案的確定 工藝參數(shù) 開卷機的技術(shù)參數(shù) :加工板厚 28mm， 板寬 1500mm， 承重 15t， 最高線速度 ，工作環(huán)境溫度 0℃ 45℃，兩班制工作。 工況分析 該開卷機主要有兩部分組成 (圖 )：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng) 。機械機構(gòu)主要起傳遞和支撐作用和行走，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們共同作用實現(xiàn)開卷機的功能。 為使開卷機能夠準(zhǔn)確、快速、安全運行，必須滿足以下設(shè)計要求 : (1)具備二維運動功能，即開卷機沿卷筒徑向的脹縮運動、開卷機沿卷筒中心旋轉(zhuǎn)運動 。 (2)保證一定的張力，不致鋼卷松散 。 (3)具備安全保護措施 。 (4)在滿足強度、剛度和可靠性的前提下，盡量減小開卷機各部分的重量。 圖 開卷機 開卷機運動速度的確定 (1) 脹縮運動 的確定： 由于本設(shè)計中機構(gòu)有液壓輔助裝置，脹縮運動由液壓驅(qū)動。則脹縮運動速度由油缸確定。 油缸運動速度不能過高或過低。速度過高，常常會引起密封件的過熱和磨損，同時也會加劇柱塞與輸出缸缸筒的磨損。速度過低時，則容易產(chǎn)生爬行等不穩(wěn)定現(xiàn)象。一般油缸在低壓條件下以 10mm/s 的速度運動時，就要注意爬行問題。采用橡膠件密封時，液壓自由式的最快速度不宜超過 400mm/s~500mm/s。綜合考慮各因素確定油缸升降速度為本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 8 v =，即 。則貨叉 (載貨臺 )升降速度為 2v =3m/min，即 。 (2)旋轉(zhuǎn)速度的確定： 最高線速度 開卷機各個部分的方案選擇 開卷機卷筒旋轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動方式的選擇 開卷機卷筒的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)是使卷筒旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，主要由電動機、制動器、減速器、卷筒組成。電動機通過減速器帶動柔性件使卷筒旋轉(zhuǎn)。 聯(lián)軸器選用梅花型彈性連軸器，此連軸器是由梅花型彈性元件和帶突爪的相同形狀的兩個半連軸器組成，將梅花型彈性元件放置于兩個半連軸器的突爪之間以實現(xiàn)聯(lián)結(jié)。聯(lián)軸器工作時，梅花瓣受壓。單向運轉(zhuǎn)時只有半數(shù)花瓣參與工作，半數(shù)不承載；反向運轉(zhuǎn)時，亦是如此。此聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)少，徑向的尺寸小，不需潤滑；彈性塊受壓，承載能力較高等特點。 減速器選用 JZQ 型減速器，它是特為起重機設(shè)計制造的低硬度齒面的減速器，制造工藝較容易，有很多中小型廠均有現(xiàn)成產(chǎn)品供貨。卷筒為與減速器配合的自制卷筒，通過齒輪與減速器的低速軸齒輪軸相連。此卷筒的特點是卷筒軸不受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩，為封閉式傳動，不易受外界環(huán)境干擾。 開卷機脹縮機構(gòu)傳動方式的選擇 開卷機的脹縮機構(gòu)是開卷機卷筒脹縮 運行的驅(qū)動裝置。開卷機卷筒由活動支撐軸頸、拉桿、空心軸、扁銷、弓形塊、棱錐軸以及滑鍵等組成。卷筒的縮徑機構(gòu)，依靠僅作徑向運動的四塊弓形塊來實現(xiàn)。弓形塊與內(nèi)卷筒用鏈板鉸接，內(nèi)卷筒與心軸采用其尾部的墊板連接在一起。心軸則與卷筒端部的軸向脹縮油缸油缸桿相連。若軸向油缸進行壓力壓油時，油缸桿與心軸一起做軸向移動使卷筒縮徑。借助于彈簧的作用，使油缸桿與心軸復(fù)位，卷筒脹徑。 開卷機機架 機架是由鋼板焊接的箱式矩形斷面，具有較大的抗扭、抗彎剛度 , 重量輕，耐磨性好等特點。 開卷機安全方案的確定 為了保 護人身、設(shè)備的安全，開卷機必須具有完善的安全保護措施： （ 1）開卷機在脹縮、旋轉(zhuǎn)終端處都設(shè)有機械和電氣限位裝置。 （ 2）卷筒上設(shè)有鋼卷超重、超寬檢測裝置。在鋼卷進入卷筒時，當(dāng)檢測到鋼卷超過設(shè)定重量或?qū)挾葧r，開卷機便停止運行并報警。 （ 3）斷電保護如開卷機工作過程中忽然斷電，則通過制動使卷筒停在當(dāng)前位置，不會使鋼卷松散、倒溜。 本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 9 3 開卷機設(shè)計計算 開卷機卷筒設(shè)計 脹縮式卷筒基本上有以下四種結(jié)構(gòu)形式：弓形板式、平行四連桿式、四棱錐式、四斜契式。兩種常見的是四棱錐和四連桿平行式結(jié)構(gòu)。 四連桿平行式卷弧板 4 塊結(jié)構(gòu)大小實質(zhì)上相同的成分 ,形成一個四連桿平行機構(gòu)四短連桿連接每個弧形板和支撐套軸 ,依靠短桿角改變直徑擴張和收縮（圖 31） 圖 31四連桿平行式卷筒 四棱錐型卷筒由四個扇形板、內(nèi)側(cè)行業(yè)板塊走斜了邊坡表面和中心的棱錐 ,形成外直徑通過使用少量的軸向滑動來實現(xiàn)擴張和收縮（圖 32）。 圖 32四棱錐型卷筒 本文卷筒設(shè)計采用四棱錐式結(jié)構(gòu)。 開卷機的張力確定 機組開卷張力的選擇，與機組尾部卷去張力 一樣，應(yīng)該十分慎重。不合適的開卷張力，會影響到機組正常生產(chǎn)。一般開卷張力為 T=δ bh 式中 b帶鋼寬度，毫米 ； h帶鋼厚度，毫米 ； 本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 10 δ 單位張力，公斤 / 2毫 米 。在機組頭部一般可取δ = 公斤 / 2毫 米 。再設(shè)計計算時，上述單位張力δ還可按下列經(jīng)驗公式計算 δ =k s? 式中 s? 帶鋼屈服限，公斤 / 2毫 米 ； K— 張力系數(shù) 表 機 組 名 稱 K 值 連 續(xù) 酸 洗 機 組 點 解 清 洗 機 組 電 鍍 錫 機 組 熱 鍍 錫 機 組 電 絕 緣 涂 層 機 組 連 續(xù) 退 火 機 組 橫 切 機 組 張 力 矯 直 機 組 縱 切 機 組 （ + 2h ）， h 為帶厚 機組張力的選用應(yīng)十分慎重。采用大張力，使傳動設(shè)備加大，增加投資。過大的張力還可能拉斷帶材。小張力可能使帶材跑偏。實際上常按生產(chǎn)經(jīng)驗選用。一般可按表 取單位張力 表 :單位張力 δ 值 機組區(qū)域 單位張力值（ MPa） 機組區(qū)域 單位張力值 卷機段： 作業(yè)段： 酸洗機組 1040 熱處理 28 鍍鋅機組 870 酸洗 710 鍍錫機組 1040 活套段： 電解清洗機組 30 塔式 515 退火機組 2030 車式 1020 開卷段 39 開卷機張力的形成主要有三種方式：機械抱閘式、磁粉制動器式、直流拖動式。 本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 11 機械抱閘式的特點是結(jié)構(gòu)簡單，投資少，但張力不易控制。輥力的形成通過磁粉式制動器系統(tǒng) ,可以了通過調(diào)節(jié)勵磁電流調(diào)節(jié)張力 ,并容易 實現(xiàn)自動控制 ,最大拉力 ,但可以解決由磁粉式制動器的最大轉(zhuǎn)矩限制 ,所以它適用在小張力裝置。大中型的帶材單元所需了開卷張力通常是用直流傳動形式。 開卷機的對中調(diào)節(jié) 一般帶完成單位 ,需要開卷機的調(diào)整功能 ,即在上層和工作過程中 ,保證帶鋼中心線和中心線單元 ,確保單位工作。 糾錯系統(tǒng)主要用于光電液體控制系統(tǒng)和電液控制系統(tǒng)。但是光電液體系統(tǒng)更為成熟的應(yīng)用程序。 在光電液校正系統(tǒng)中 ,光電頭固定在邊緣地帶 ,帶鋼中心線位置位于光源 ,帶偏差時 ,將導(dǎo)致信號系統(tǒng)的變化 ,這一變化的液壓缸 ,推動開卷機 ,實現(xiàn)自動。 壓錕壓 緊力的計算 一開卷機上般均設(shè)置有壓錕，用來壓緊成卷帶材，通過增加制動的力矩，對正常開卷有利。有的時候還可以把壓錕做成驅(qū)動，這種結(jié)構(gòu)對開卷引料是有很大好處的。如圖 33所示，壓錕壓緊力 P就可按下面的式子決定： PRsin? =M彈 、 塑 ； P= MRsin?彈 、 塑 (N) 式中： R— 帶卷半徑（ m）； ?開卷角（。）； M彈、塑 成卷帶材在壓錕壓緊力的作用下，成卷帶材產(chǎn)生的彈塑彎曲轉(zhuǎn)矩值（ Nm）； M彈、塑 可由下面的式子決定： M彈、塑 = 2 2 2 2 211b h s 1b h h 3 h h b s6 4 1 2? ?? ? ? ?（ ） （ ） 式中： 1h 帶材的橫截 面上的彈性區(qū)域部分的高度，即 1h = s 2R (mE? ? ） ； h— 帶材厚度（ m）； s? 帶材的屈服限（ MPa） E— 帶材的彈性模量（ MPa）。 設(shè)： R=700mm， ? =8， h=8， b=1500， s? =40 公斤 / 2毫 米 。 則： M彈 、 塑 =11082600 公斤 ? 毫米 ,P=113760 公斤 本科畢業(yè)論文 鋼帶開卷機設(shè) 計 12 圖 33壓緊力的受力分析 圖 34帶卷力的分析 卷筒上徑向壓力的計算 為了不使鋼卷直徑下滑 ,必須膨脹 ,產(chǎn)生足夠的麿擦力。麿擦力矩值 ,并造成的張力力矩相平衡 (圖 3 4)所示。它可以寫平衡方程 ,從而決定輥徑向夾緊 力 D d d T D TT = F = N 。N = N2 2 2 d ?? ???? （ ） 式中： Dd?= 帶卷的卷徑比值，即帶卷的外徑和內(nèi)徑的比值； ?帶卷的內(nèi)徑和卷筒的麿擦系數(shù)，取 ? =,并按這徑向的壓緊力（ N），來設(shè)計、計算該卷筒的脹縮機構(gòu)。在實際計算時要考慮受力的不均勻，所以開卷張力就取 計算。本文開卷張力取 。 1 5 0 0 0 1 4 0 0N = 2 0 1 9 2 3 N0 .2 5 2 0? ?? （ ） 開卷機的傳動功率計算